1、武漢市華天電力自動化有限責任公司電纜故障測試儀說明書第一節概述有線通信的暢通和電力的輸送有賴于電纜線路的正常運行。一旦線路發生障礙，就會造成通信及時查出故障并迅速予以排除，就會造成很大的經濟損失和不良的社會影響。因而，電纜故障測試儀是維護各種電纜的重要工具。電纜故障智能測試儀采用了多種故障探測方式，應用當代最先進的電子技術成果和器件，采用計算機技術及特殊性電子技術，結合本公司長期研制電纜測試儀的成功經驗而推出的高科技，智能化，功能全的全新產品。電纜故障智能測試儀是一套綜合性的電纜故障探測儀器。能對電纜的高阻閃絡故障，高低阻性的接地，短路和電纜的斷線，接觸不良等故障進行測試，若配備聲測法定點儀，

2、可準確測定故障點的精確位置。特別適用于測試各種型號、不同等級電壓的電力電纜及通信電纜。第二節功能介紹及技術指標一、功能介紹1功能齊全測試故障安全、迅速、準確。儀器采用低壓脈沖法和高壓閃絡法探測，可測試電纜的各種故障，尤其對電纜的閃絡及高阻故障可無需燒穿而直接測試。如配備聲測法定點儀，可準確測定故障的精確位置。2試精度高儀器采用高速數據采樣技術，A/D采樣速度為100MHz，使儀器讀取分辨率為1m，探測盲區為1m。3智能化程度高測試結果以波形及數據自動顯示在大屏幕液晶顯示屏上，判斷故障直觀。并配有全中文菜單顯示操作功能，無需對操作人員作專門的訓練。4具有波形及參數存儲，調出功能采用非易失性器件，

3、關機后波形、數據不易失。5具有雙蹤顯示功能。可將故障電纜的測試波形與正常波形進行對比，有利于對故障進一步判斷。6具有波形擴展比例功能。改變波形比例，可擴展波形進行精確測試。7可任意改變雙光標的位置，直接顯示故障點與測試點的直接距離或相對距離。8具有根據不同的被測電纜隨時修改傳播速度功能。9小體積便攜式外形，內裝可充電的電池供電，方便攜帶和使用。二、主要技術指標1應用范圍及用途儀器可測試各種型號的電力電纜（電壓等級1KV35KV）和市話電纜、調頻通信電纜、同軸電纜及金屬架空線路上發生的短路、接地、高阻泄漏，高阻閃絡性故障和電纜的斷線、接觸不良等故障。并可測試電纜的長度和電波在電纜上的傳播速度。2

4、最遠測試距離：32km (明線可達100千米)3探測盲區：1m4讀數分辨率：1m5功耗：5VA6使用條件：環境溫度040（極限溫度 1050）相對濕度40（2090）%RH大氣壓強（86106）Kpa7體積：225×165×125mm38重量：2kg第三節低壓脈沖測試法一、測試原理電纜故障的測試是基于電波在傳輸線中的傳輸時遇到線路阻抗不均勻而產生反向的原理。根據傳輸線理論，每條線路都有其一定的特性阻抗Zc，它由線路的結構決定，而與線路的長度無關。在均勻傳輸線路上，任一點的輸入阻抗等于特性阻抗，若終端所接負載等于特性阻抗，線路發送的電流波或電壓波沿線傳送，到達終端被負載全部吸

5、收而無反向。當線路上任一點阻抗不等于Zc時，電波在該點將產生全反射或部分反射。反射的大小和極性可用反射系數P表示，其關系式如下：PU反（反射波幅度）U入（入射波幅度）ZoZcZoZc（1）式中：Zc為傳輸線的特性阻抗Zo為傳輸線反射點的阻抗（1）當線路無故障時，ZoZc，P0，無反射。（2）當線路發生斷線故障時，Zo，P1，線路發生全反射，且反射波與入射波極性相同。（3）當線路發生短路時，Zo1，P1，線路發生負的全反射，反射波與入射波相性相反。當線路輸入一個脈沖電波時，該脈沖便以速度V沿線路傳輸，當行Lx距離遇到故障點后被反射折回輸入端，其往返時間為T，則可表示為：2LxVT（2） Lx12

6、VTV為電波在線路中的傳播速度，與線路一次參數有關，對每種線路它是一個固定值，可通過計算和儀器實測得到。將脈沖源的發射脈沖和線路故障點的反射波以一顯示器實時顯示，并由儀器提供的時鐘信號可測得時間T。因此線路故障點的距離Lx便可由（2）式求得。不同故障時的波形圖如圖1所示。對電纜的低阻性接地和短路故障及斷線故障，及沖法可很方便地測出故障距離。但對高阻性故障，因在低電壓的脈沖作用下仍呈現很高的阻抗，使反射波不明顯甚至無反射。此種情況下需加一定的直流高壓或沖擊高壓使其放電，利用閃絡電弧形成瞬間短路產生電波反射。TP=1斷線故障P=-1短線故障P=0線路匹配無故障圖1不同故障的反射波形第四節直流高壓閃

7、絡法當故障電阻極高，尚未形成穩定電阻通道之前，可利用逐步升高的直流電壓施于被測電纜。至一定電壓值后故障點首選被擊穿，形成閃絡，利用閃絡電弧對所加入電壓形成短路反射，反射回波在輸入端被高阻源形成開路反射。這樣電壓在輸入端和故障點之間將多次反射，直至能量消耗殆盡為止。測試原理線路圖如圖2所示，線路的反射波形如圖3所示。Lx12V·T故障點距離：其中：Tt2t1t2t1t2t1理論波形為徒峻的矩形波，因反射的不完全和線路損耗使實際波形幅度減小和前后變圓滑。VAR3R2R1D本儀器根測電纜圖2直流高壓法測試原理圖理想波形實際波形圖3直流高壓法波形圖第五節沖擊高壓閃絡法當故障電阻降低，形成穩定

8、電阻通道后，因設備容量所限，直流高壓加不上去，此時需改用沖擊電壓測試。直流高壓經球間隙對電纜充電直至擊穿，仍用其形成的閃絡電弧產生短路反射。在電纜輸入端需加測量電感L以讀取回波。其原理線路見圖4所示，電波在故障點被短路反射，在輸入端被L反射，在其間將形成多次反射。因電感L的自感現象，開始由于L的阻流作用呈現開路反射，隨著電流的增加經一定時間后呈現短路反射。而整個線路又由電容C和電感L又組成一個LC放電的大過程。因此，在線路輸入端所呈現的波過程是一個近于衰減的余弦曲線上迭加著快速的脈沖多次反射波，如圖5所示。從反射波的間隔可求出故障的距離。Lx12V·T故障距離T+TT其中T為放電延遲

9、時間。VAR3R2R1D本儀器被測電纜圖4沖擊高壓法測試原理圖CLT+TT（a）波形全過程（b）擴展后的波形圖5沖擊高壓法波形圖第六節儀器的基本工作原理與組成一、 儀器的基本原理根據故障的探測原理，當儀器處于閃絡觸發方式時，故障點瞬時擊穿放電所形成的閃絡回波是隨機的單次瞬態波形，因此測試儀器應具備存儲示波器的功能，可捕獲和顯示單次瞬態波形。本儀器采用數字存儲技術，利用高速A/D轉換器采樣，將輸入的瞬態模擬信號實時地轉換成數字信號，存儲在高速存儲器中，經CPU微處理器處理后，送至LCD顯示控制電路，變為時序點陣信息，于是在LCD屏幕上顯示當前采樣的波形參數。當儀器處于脈沖觸發方式時，儀器按一定周

10、期發出探測脈沖加入被測電纜和輸入電路，即時啟動A/D工作，其采樣、存儲、處理和顯示與前述過程相同。LCD顯示屏上應有反射回波。二、 儀器的組成儀器是以微處理器為核心，控制信號的發射、接收及數字化處理過程。儀器的工作原理方框圖如圖6所示。微處理器脈沖發生器高速A/D存儲器電源輸入電路鍵盤被測電纜LCD液晶顯示器圖6工作原理方框圖微處理器完成的數字處理任務包括：數據的采集、儲存、數字濾波、光標移動、距離計算、圖形比較、圖像的比例擴展，直到送LCD顯示。也可根據需要由通訊口與PC機通訊。脈沖發生器是根據微處理器送來的編碼信號，自動形成一定寬度的邏輯脈沖。此脈沖經發射電路轉換成高幅值的發射沖，送至被測

11、電纜上。高速A/D發生器是將被測電纜上返回的信號經輸入電路送高速A/D采樣電路轉換成數字信號，最后送微處理器進行處理。鍵盤是人機對話的窗口，操作人員可根據測試需要通過鍵盤將命令輸入給計算機，然后由計算機控制儀器完成某一測試功能。第七節面板控制機構和按鍵菜單的作用一、控制機構1觸發：供選擇觸發工作方式用。按下開關（ 位置）為閃絡法工作方式。在使用脈沖法測試時，開關置于位置。2輸出：儀器輸出線連接被測電纜的測試端。3充電：儀器使用直流蓄電池組，若儀器顯示電量不足，插入電源充電指示燈亮即可。二、按鍵作用說明1“開、關”鍵：控制儀器電源開啟/關斷。按下此鍵，儀器電源接通，顯示屏將顯示工作視窗。2“采樣

12、”鍵：按鍵向被測線路上發射脈沖，每按一次，儀器就發射一次脈沖并進行采樣，若邊疆按下三秒鐘，儀器則連續發射脈沖，只有當其它鍵按下時才停止。3“功能”鍵：打開菜單，或接受某菜單選項操作鍵。4“”鍵：具有兩種作用：儀器測試功能時，為活動光標左右移動操作。儀器菜單功能時，為左、右移動選擇菜單項操作。5“+”鍵：LCD液晶顯示屏對比度調節。三、菜單功能的作用及操作1 范圍：用于故障檢查，因為在故障查找時，一般都是從近距離開始逐步向遠距離檢查的。開機時，儀器的測量范圍為159m，也就是說你所查找的故障范圍是否在0159m之間，如果沒有出現故障波則必須改變測量范圍值，測量范圍從159m開始，每增加一次，范圍

13、增大一倍，范圍最大值為32680m。為了不同長度電纜的測試，當改變測量范圍時，發射脈沖的寬度隨著范圍的增大而加寬。操作步驟如下：按下測量范圍鍵，每按一次 ，范圍增大一倍。2起點：用以高速光標計數的起點位置。開機時屏幕上有兩光標分別在屏上最右端（起點）和中間位置。若需要改變光標起點位置，則可調節“”鍵將中間活動光標調到所需起點位置，然后按“零點”菜單選擇接受，此時原起點光標與活動光標重合變為新起點光標，數據顯示為0m。操作步驟如下：按下比例鍵，當儀器下方菜單中出現零點菜單時，則可調節“”鍵使之高亮，然后按下比例鍵。3比例：用以在檢查到故障位置后為了精確定位而將波形進行擴展。操作步驟如下：按下比例

14、鍵，當儀器下方菜單中出現比例菜單時，則可調節“”鍵使之高亮，然后按下比例鍵。4波速：由于電波在不同結構的電纜上的傳播速度是不同的，因此，在測試各種不同型號的電纜時，必須高速適應該電纜傳輸的波速值。開機時，儀器的傳播速度自動置動200m/ns，測試中應根據的電纜而修改。操作步驟如下：按下波速鍵，使波速值高亮，然后按“”鍵調節波速，到達所需波速按下波速鍵使之高亮消失。5存儲：儀器具有波形及參數存儲功能，用此功能可將儀器測試的波形及參數分別存入儀器中提供的非易失性存儲器單元中，以備將來調出比較。操作步驟如下：按下比例鍵，當儀器下方菜單中出現存儲菜單時，則可調節“”鍵使之高亮，然后按下比例鍵。6調出：

15、由于儀器采用了非易失性存儲器，所存儲的波形關機后都不會易失。因此，儀器可以在任何時候將存儲的波形及參數調出來分析，也可以將存儲的波形調出來與當前測試的波形進行比較，可進一步精確判斷故障點。操作步驟如下：按下比例鍵，當儀器下方菜單中出現調出菜單時，則可調節“”鍵使之高亮，然后按下比例鍵。7日期：按下日期鍵 ，調節“”鍵改變數值，按下日期鍵轉到下一值。完畢按日期鍵確認。8打印：按下打印鍵，自動完成打印。上述菜單操作過程中，屏幕下方會有操作對話提示出現。第八節測試前的準備工作一、儀器正常狀態的檢查使用儀器前，可按以下步驟，檢查儀器是否正常工作。1脈沖觸發工作狀態下，按下電源開鍵，液晶顯示屏上將顯示儀

16、器主視窗口，宣傳品上有故障距離、波速、測量范圍，比例等字樣及數據。2按面板“或”鍵，儀器中間位置的活動光標將會移動，此時，故障距離數據相應變動。3調節增益電位器，儀器屏上顯示的波形幅度將會增大或減小。按照前述范圍菜單操作步驟，改變測量范圍，儀器顯示屏上測量范圍和發射脈沖寬度將發生相應變化，至此，表明儀器工作正常。二、故障種類的初步判斷測試前對故障原因和種類的分析是很必要的。可選用通用儀表如歐姆表、兆歐表等結合現場情況和實際經驗作初步分析判斷。三、選擇觸發工作方式如果是斷線、接觸不良、低阻接地與短路故障，應采用脈沖法。若為電力電纜的高阻閃絡故障則應采用閃絡法。并將觸發工作方式選擇開關置于相應的位

17、置。第九節儀器的使用和故障測試方法一、低壓脈沖法低壓脈沖法的適用范圍是通信和電力電纜的斷線，接觸不良，低阻性接地和短路故障以及電纜的全長和波速的測量。一般步驟如下：a將面板上觸發工作方式開關置于“脈沖”（）位置。b將測試線插入儀器面板上輸入插座內，再將測試線的接線夾與被測電纜相連。若為接地故障應將黑色夾子與被測電纜的地線相連。c斷開被測電纜線對的局內設備。d搜索故障回波及判斷故障性質使儀器增益最大，觀察屏幕上有無反射脈沖，若沒有，則按照6.3.1的方法改變測量范圍，每改變一檔范圍并觀察有無反射脈沖，一檔一檔地搜索并仔細觀察，至搜索到反射脈沖時為止。故障性質由反射回波的極性判斷。若反射脈沖為正脈

18、沖，則為開路斷線故障，若反射脈沖為負脈沖，則為短路或接地故障。e距離測試，按增益控制鍵“或”使反射脈沖前沿最徒。然后按光標移動鍵“或”三秒左右快速移動，光標自動移至故障回波的前沿拐點處自動停下，此時屏幕上方顯示的距離即為故障點到測試端的距離。為了提高精度，按6.3.4條的方法改變波形比例，將波形擴展后，按上述方法進行精確定位。二、直流高壓閃絡法1首先檢查觸發工作方式選擇開關位置于閃絡（）位置，傳播速度應為被測電纜的波速值。2適用范圍：故障點阻很高，尚未形成穩定通道，在一定的直流高壓作用下，可產生閃絡放電故障的電力電纜（即高阻閃絡性故障）。預防性進穿電壓試驗一般采用此法測試。3直流高壓閃絡故障持

19、續時間有長有短，短的僅閃絡幾次即消失。直閃法波形簡單，容易判斷，故障測量的準確度較高，因此應珍惜該過程的測試。4直閃法的測試原理圖如圖2。在實際測試時利用高壓設備和本公司高壓測試裝置，按圖8所示線路連接。VAR3R2R1D本儀器被測電纜圖8沖擊高壓法測試原理圖CLT1調壓器2KVAT2高壓變壓器050KV，2KVAD 高壓磚硅堆反向電壓100KV，正向電流100mAC 高壓電容器8F，15KV交直流電壓表0300V，直流電流表100mA高壓測試裝置內，電阻阻值：30±20/5k輸出電阻：500±10%5接通儀器電源，屏幕出現視窗。然后逐步調節調壓器升高測試電壓，當故障點產生

20、閃絡現象時，毫安表中電流突然增大，電壓表指針抖動。顯示屏上應出現圖3所示波形。由圖3可知，t1t2間為故障距離。6高壓直閃法的試驗電壓高幾千伏至幾十千伏，應遵守高壓操作規程。應將高壓試驗設備的接地端，高壓測試裝置的地線端和儀器的地線直接接至電纜鉛包，鉛包要可靠地接大地?；虬?.3條要求接好地線。使用前應檢查高壓測試裝置內的水阻及分壓電阻是否正確。三、沖擊高壓閃絡法1沖閃法的適用范圍：故障電阻雖高但已形成穩定通道的電力電纜，高壓設備受容量限制，直流電壓加不上云，應改用沖閃法。其方法是通過放電球間隙向電壓加沖擊高壓，使故障點擊穿產生閃絡。凡直閃法和脈沖法無法測出的故障原則上均可用此法測試，適應范圍

21、較大。2同樣須先檢查工作方式開關是否置于閃絡位置，高壓測試裝置中水陰及分壓電阻是否正確。3按圖9所示線路連接設備。地線按8.2.6條，9.3條要求接好。其中儲能電容C要求大于1F，耐壓應能滿足試驗要求。其它設備要求與直閃法相同。電感一般取高壓測試裝置中的2或3，也可視被測電纜段的長度或根據反射波形適當增大或減小。VAR3R2R1D本儀器被測電纜圖9沖擊高壓法測試原理圖CL4測試方法：調節調壓器升高試驗電壓至故障能被擊穿為止。高壓測試裝置放電調節器球間隙的距離應視故障電阻和試驗電壓能正常放電決定。沖擊閃絡故障點放電正常與否可由放電的全過程波形判斷。5亦可由球間隙放電響聲及電表指示判斷是否出現故障點擊穿閃絡現象。若放電不好可適當提高試驗電壓，加大球間隙距離或加大儲能電容器的容量。6故障距離的測試與前述方法相同。第十節注意事項一、脈沖法測試時，注意要甩掉局內所有設備，在最外線上進行測量。二、使用閃絡法測試時，必須將觸發工作方式開關置于“閃絡”位置。三、在使用直閃法或沖閃法測試時，要注意人身安全及設備安全。必須接好地線。地線連接按圖10